[发明专利]二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯的制造方法及其应用

说明书

本发明公开了一种二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯的制造方法及其，制造方法包括下述步骤。提供反应混合物。反应混合物包括对苯二甲酸、乙二醇、1,4‑环己烷二甲醇及一水性钛类触媒。使反应混合物进行酯化反应与缩聚合反应以得到二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯。

技术领域

本揭露是有关于一种二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯的制造方法及其应用。

背景技术

苯二甲酸聚酯材料，以聚对苯二甲酸乙二酯为例，是一种呈乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽的塑料材料，具有应用温度范围较宽、物理机械性能优良、高电绝缘性、高耐蠕变性、高耐疲劳性、高耐摩擦性以及尺寸稳定性佳的优点；且成本低，目前已被广泛应用于纺织品、塑料、薄膜，以及保特瓶等产业之中。

然而传统的聚对苯二甲酸乙二酯因为结晶性较高，导致韧性不足，而限制了它的应用范围。为了提高其附加价值，目前已有技术利用二元醇(diol)，例如1,4-环己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol，CHDM)或乙二醇(ethylene glycol，EG)，对聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯进行改性，藉以形成功能性的对苯二甲酸共聚酯材料，例如聚对苯二甲酸乙二酯的1,4-环己烷二甲醇改性共聚酯(polyethyleneterephthalate1,4-cyclohexanedimethanol modify，PETG)或聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯的乙二醇改性共聚酯(poly1,4-cyclohexylene dimethyleneterephthalateethyleneglycol modify，PCTG)使其具备更佳的光学性能、高透明度、耐冲击、耐热、高阻气性、耐γ线、耐化学性、且易于印刷、不会产生静电，可以更广泛应用于医学、光学、电子产品、食品/化妆品包装、招牌/储物架、家具、建材等产业。

制作性能佳的对苯二甲酸共聚酯材料的方法，依起始原料的不同可以分为，采用对苯二甲酸为起始原料的酯化法，以及采用对苯二甲酸二甲酯(dimethyl terephthalate，DMT)为起始原料的酯交换法。由于，采用对苯二甲酸为起始原料的酯化法其副产物为水而非甲醇，水相较于甲醇更容易移除并且更加安全。因此，工艺上以采用对苯二甲酸为起始原料的酯化法为较佳的选择。

然而，对苯二甲酸的酯化反应所产生的副产物水，会使现有技术常用的非水性触媒水解而失去催化活性，并且形成不溶性的沉淀物，进而导致降低最终产物透明度。另外，在高温的反应条件下，乙二醇会脱水生成副产物二甘醇(diethylene glycol，DEG)，二甘醇参与聚合会使聚对苯二甲酸乙二酯的1,4-环己烷二甲醇改性共聚酯(PETG)分子链中具有二甘醇单元，导致聚对苯二甲酸乙二酯的1,4-环己烷二甲醇改性共聚酯(PETG)分子链变柔软，使其玻璃转化点温度(Glass Transition temperature，Tg)下降，造成聚酯的力学性能和热稳定性不足等加工问题。当非水性触媒在酯化反应中水解，导致活性降低时，反应时间将会被拉长，致使聚酯分子中的二甘醇单元增加，使上述加工问题更为恶化。若补充非水性触媒的使用量，则又会使最终产物色相变差。

因此，有需要提供一种先进的对苯二甲酸共聚酯的制造方法及其应用，来解决现有技术所面临的问题。

发明内容

本说明书的一实施例揭露一种二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯的制造方法，包括下述步骤：提供反应混合物。反应混合物包括对苯二甲酸、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇及一水性钛类触媒。使反应混合物进行酯化反应与缩聚合反应以得到二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯。

本说明书的一实施例揭露一种由上述的二元醇改性的对苯二甲酸乙二醇共聚酯所制作而成的成品。

附图说明

图1绘示实施例1至实施例3和比较例1至比较例3，其钛类触媒的钛占二元酸的含量，与所制备得的聚酯的数量平均分子量的关系图。